Kolonoskopia z reguły jest badaniem dobrze tolerowanym przez pacjenta. Pacjent przyjmuje pozycję leżącą na lewym boku. Przed rozpoczęciem stosowany jest żel znieczulający odbytnicę. W czasie badania lekarz przez aparat wdmuchuje powietrze do jelita w celu rozciągnięcia i dokładnego obejrzenia. Podczas wprowadzania endoskopu może wystąpić uczucie wzdęcia, parcia bądź ból spowodowany uciskiem aparatu na ścianę jelita. Powyższe jest zależne od indywidualnej wrażliwości Pacjenta. W razie wystąpienia bólu, fakt należy bezwzględne zgłosić personelowi medycznemu. Lekarz powoli wprowadza endoskop do jelita. Dociera do końcowego odcinka jelita grubego lub nawet do jelita cienkiego i wycofując endoskop ocenia dokładnie wygląd i odchylenia od stanu prawidłowego. Endoskop zaopatrzony jest w mikrokamerę, pozwalającą na wyświetlenie obrazu na ekranie monitora. Kolorowa dokumentacja fotograficzna z kolei pozwala na porównanie stanu obecnego z wcześniejszymi badaniami. Jeżeli lekarz w trakcie badania zauważy coś podejrzanego, poprzez kanał biopsyjny w kolonoskopie wprowadza kleszczyki lub szczoteczkę i pobiera materiał (bezboleśnie) do dalszego badania (histopatologicznego, cytologicznego – pod mikroskopem, mikrobiologicznego). Moment pobierania materiału nie jest odczuwany przez chorego jedynie nieznacznie wydłuża badanie. W przypadku stwierdzenia małych polipów jelita grubego wykonywana jest polipektomia (usuwanie polipów), będąca istotnym elementem zapobiegania rakowi jelita grubego. Czas trwania badania uzależniony jest od warunków anatomicznych, reakcji pacjenta oraz stwierdzanych zmian. Przeciętnie trwa od 15 do 30 minut.